一、半導體工藝現狀
根據《2019集成電路行業研究報告》中的數據顯示，先進制程(28nm及以下工藝)占據市場份額48%，其它成熟工藝則占據了52%，成熟工藝才是半導體、芯片行業的主流。
諸多原因導致很早開始就導致晶體管的尺寸縮小進入了泥潭，越來越難，到了22-28nm之后，已經無法做大按比例縮小了，因此就沒有再追求一定要縮小，反而是采用了更加優化的晶體管設計，配合上CPU架構上的多核多線程等一系列技術，繼續為消費者提供相當于更新換代了的產品性能。
也就是制造工藝也越來越難做到那么小的尺寸了，而且在現有技術條件下并不能提高性能。以至于實際尺寸和節點已經兩回事了。
那為什么做更小的尺寸那么困難?
決定制造工藝的最小尺寸的關鍵設備，叫做光刻機。
它的功能是，把預先印制好的電路設計，像洗照片一樣洗到晶片表面上去，覆蓋住需要保留的部分，然后把不需要的部分腐蝕掉，當然中間的具體工藝更復雜有多種工序。
由于目前的主流較新生產工藝采用荷蘭艾斯摩爾生產的步進式光刻機，所使用的光源波長是193nm，所以更小的尺寸需要靠多重曝光來達到，有的需要幾十張不同的設計模板，先后不斷地曝光，才能完成整個處理器的設計的印制。光衍射，會導致精確度影響越來越嚴重，難度難以想象。
經過長時間(前后大約10年)的努力，使用了諸如浸入式光刻(把光程放在某種液體里，因為光的折射率更高，而最小尺寸反比于折射率)、相位掩模(通過180度反向的方式來讓產生的衍射互相抵消，提高精確度)，終于可以生產60納米以下的產品，不過這使新工藝的成本程幾何級數提升，成品率下降，以至于難度和成本無法接受，這個能接受的極限大致在20納米(intel 14nm工藝的尺寸)，7納米(尺寸上看是假的)能做，但相對不經濟而且有一些其他問題(性能下降、功率密度高等等)，相信你能理解intel萬年14納米了。
那為何不用更小波長的光刻機呢?
首先是光源太難，不過很難也做出來了，被稱為極紫外(EUV)，波長13.4納米。
但是這個波長，已經沒有合適的介質可以用來折射光，構成必須的光路了，因此這個技術里面的光學設計，只能全部是反射，而在如此高的精度下，設計如此復雜的反射光路，本身就是難以想象的技術難題。
這個難關集全球頂尖企業也基本解決了，但是還有新的問題，那就是EUV光源的強度不足以維持高強度生產，做是可以做了，但是速度較慢，會賠錢!所以GF和中芯早早就放棄了，intel也苦熬中，只有只手遮天的臺積電和財大氣粗心氣比天高的三星在堅持，而且三星的EUV7評價很差。
二、半導體工藝路在何方
半導體工藝按現有的機理，要么是改善晶體管的靜電物理(electrostatics)，這是其中一項，要么改善溝道的輸運性質(transport)，決定晶體管的基本性能(開關速度和導通電流)。
近年一方面通過材料、結構、工藝的革新繼續推進，出現砷化鎵(GaAs)與氮化鎵(GaN)，以及一些改進的結構，另一方面科學家也在探索機理的改變，比如隧穿晶體管啦，負電容效應晶體管啦，碳納米管以及近年熱門的石墨烯晶體管，也就是把石墨烯作為溝道材料，但是因為存在關鍵問題沒很大進展，這個問題就是石墨烯不能完全飽和。
而晶體管設計里面，除了考慮開關性能之外，還需要考慮另一個性能，就是飽和電流問題。能不能飽和導通很關鍵，其實電流能飽和才是晶體管能夠有效工作的根本原因，因為不飽和的話，晶體管就不能保持信號的傳遞，因此無法攜帶負載，相當于你這個開關接觸不良，放到電路里面去，還不能正常工作的。
砷化鎵高電子遷移率已經應用于一些大功率器件，氮化鎵具有很高的電子遷移率和熱通量(通俗說就是導熱能力)，理論上是一種有前途的材料。
結構和材料方面，以intel的SuperFin技術取得的進展最大，已經準備實用化。號稱是Willow Cove，Tiger Lake應用的全新晶體管技術。
Intel公布的信息中看，10nm SuperFin技術(圖一)就是Intel增強型FinFET晶體管(圖二)與Super MIM(Metal-Insulator-Metal)電容器的結合。據其官方資料顯示，Super MIM在同等的占位面積內電容增加了5倍，聲稱顯著提高了產品性能。
這一行業領先的技術由一類新型的 Hi-K 電介質材料實現，該材料可以堆疊在厚度僅為幾埃的超薄層中，從而形成重復的“超晶格”結構。還有新型薄勢壘(Novel Thin Barriers)技術采用，可以將過孔電阻降低了 30%，從而提升互聯性能表現。
實際上，從圖中可以看出，SuperFin并不完全是一種全新的工藝，而是fin MosFET的擴展和改進，其機理是通過多層(折疊)來大幅度擴展柵極的面積，并進一步縮小體積，是現有工藝的發展。再配合新型絕緣材料，達到較大幅度的改善。
這些進展，讓 10nm 芯片的性能大幅提升了約 20% 之多。約 20% 是什么概念呢?
在之前的 14nm 時代，英特爾經過四次技術更迭(14nm、14nm+、14nm++、14nm+++、14nm++++)才實現了約 20% 的性能提升。而這次通過 SuperFin，一次性就完成了約 20%，進步速度遠超外界想象。
有媒體稱，這意味著 SuperFin 已經成為速度更快、甚至可能是全球最快的晶體管。
發布了 SuperFin 之后，英特爾還暢想了再進一步的增強型 SuperFin 技術，有了這些技術intel10nm及以后的工藝會更具底氣。
半導體工藝的發展主要動力是國家利益、科技發展(比如太空探測)以及利潤，是集合幾十年全球的人力財力逐步攻克的。